JPH0381041A - アルミニウム合金の鍛造方法 - Google Patents
アルミニウム合金の鍛造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、アルミニウム合金を鍛造する方法に関する
ものであり、特に多段鍛造方法に関するものである。
ものであり、特に多段鍛造方法に関するものである。
［従来の技術］
アルミニウム合金粉末やアルミニウム合金の成形体等を
鍛造する従来の方法は、アルミニウム合金が十分に軟化
する温度である４００〜５５０℃にアルミニウム合金を
加熱して行なっており、この際アルミニウム合金が酸化
するのを防ぐため、不活性ガス雰囲気などの非酸化性の
雰囲気中で、かつ露点が−２０〜−４０℃である低い湿
度雰囲気中で行なっている。
鍛造する従来の方法は、アルミニウム合金が十分に軟化
する温度である４００〜５５０℃にアルミニウム合金を
加熱して行なっており、この際アルミニウム合金が酸化
するのを防ぐため、不活性ガス雰囲気などの非酸化性の
雰囲気中で、かつ露点が−２０〜−４０℃である低い湿
度雰囲気中で行なっている。
［発明が解決しようとする課題］
従来の方法においては、アルミニウム合金に形状付与が
可能となるよう十分に軟化するため上記のような温度範
囲で鍛造を行なっているが、このような温度範囲では下
記の化学反応式に示すようにアルミニウムが酸素または
水と著しく反応する。
可能となるよう十分に軟化するため上記のような温度範
囲で鍛造を行なっているが、このような温度範囲では下
記の化学反応式に示すようにアルミニウムが酸素または
水と著しく反応する。
２ＡＩｌｌ＋３／２ ０２→Ａ麩ＺＯａ２Ａｌ−３Ｈ２
０→Ａｉ２０２ ＋３Ｈ２↑このようにアルミニウム合
金の表面が酸化されると、表面にアルミナ膜が厚く生成
し、鍛造時における表面の結合が十分になされず、鍛造
により得られる材料の強度、靭性および延性等の特性が
劣る。このため、従来の方法では、このような酸化反応
を抑制するため、非酸化性の雰囲気中でかつ低湿度の雰
囲気で鍛造を行なっている。
０→Ａｉ２０２ ＋３Ｈ２↑このようにアルミニウム合
金の表面が酸化されると、表面にアルミナ膜が厚く生成
し、鍛造時における表面の結合が十分になされず、鍛造
により得られる材料の強度、靭性および延性等の特性が
劣る。このため、従来の方法では、このような酸化反応
を抑制するため、非酸化性の雰囲気中でかつ低湿度の雰
囲気で鍛造を行なっている。
しかしながら、このような非酸化性でかつ低湿度の雰囲
気とするためには、高純度な不活性ガスが必要となり、
製造コストが高くなるという問題点を有する。
気とするためには、高純度な不活性ガスが必要となり、
製造コストが高くなるという問題点を有する。
この発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、安価
に、かつ強度等の特性の優れたアルミニウム合金を鍛造
することのできる方法を提供することにある。
に、かつ強度等の特性の優れたアルミニウム合金を鍛造
することのできる方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
この発明の鍛造方法は、酸素含有雰囲気中でアルミニウ
ム合金が急速に酸化し始める温度である急速酸化温度よ
り低い温度で第１段の鍛造を施し、この後急速酸化温度
以上の温度で第２段以降の鍛造を施すことを特徴として
いる。
ム合金が急速に酸化し始める温度である急速酸化温度よ
り低い温度で第１段の鍛造を施し、この後急速酸化温度
以上の温度で第２段以降の鍛造を施すことを特徴として
いる。
［作用］
第１図は、Ａｌ２Ｏ％５ｉ−３％Ｃｕ−１％Ｍｇ合金の
大気中における加熱温度と酸化量との関係を示す図であ
る。第１図に示されるように、このアルミニウム合金は
４００〜４５０℃を越えるあたりから急速に酸化反応が
活発化する。この明細書においては、このような酸素含
有雰囲気中でアルミニウム合金が急速に酸化し始める温
度を、急速酸化温度と言い表わしている。
大気中における加熱温度と酸化量との関係を示す図であ
る。第１図に示されるように、このアルミニウム合金は
４００〜４５０℃を越えるあたりから急速に酸化反応が
活発化する。この明細書においては、このような酸素含
有雰囲気中でアルミニウム合金が急速に酸化し始める温
度を、急速酸化温度と言い表わしている。
この発明の鍛造方法は、このような急速酸化温度に着目
することによりなされたものであり、第１段の鋳造を、
急速酸化温度より低い温度で行なうことを特徴としてい
る。急速酸化温度より低い温度で鍛造を行なえば、酸素
分圧や水蒸気分圧が成る程度高い雰囲気であっても、そ
れほど大きな酸化を受けることなく鍛造して高密度化を
図ることができる。またアルミニウム合金粉末の場合、
粉末自身の変形抵抗が大きいため、単体形状に成形固化
することができる。このようにして得られる第１の鍛造
後のアルミニウム合金の酸化量は、初期の酸化量とほと
んど変わらない程度である。
することによりなされたものであり、第１段の鋳造を、
急速酸化温度より低い温度で行なうことを特徴としてい
る。急速酸化温度より低い温度で鍛造を行なえば、酸素
分圧や水蒸気分圧が成る程度高い雰囲気であっても、そ
れほど大きな酸化を受けることなく鍛造して高密度化を
図ることができる。またアルミニウム合金粉末の場合、
粉末自身の変形抵抗が大きいため、単体形状に成形固化
することができる。このようにして得られる第１の鍛造
後のアルミニウム合金の酸化量は、初期の酸化量とほと
んど変わらない程度である。
この発明の鍛造方法に従えば、次に急速酸化温度以上の
温度で第２段以降の鍛造を施す。既に第１の鍛造が施さ
れておりアルミニウム金の密度が既に高められているた
め、この第２段以降の鍛造では、急速酸化温度以上の温
度であっても激しい酸化を受けることはない。
温度で第２段以降の鍛造を施す。既に第１の鍛造が施さ
れておりアルミニウム金の密度が既に高められているた
め、この第２段以降の鍛造では、急速酸化温度以上の温
度であっても激しい酸化を受けることはない。
このように、この発明に従えば、大気など安価なガス雰
囲気中で鍛造することができる。また、第１段の鍛造に
より成形固化されているため、第２段以降の鍛造におけ
る取扱いや保管が容易になる。また、第１段の鍛造と第
２段以降の鍛造は連続化して行なうことができるので、
第１段の鍛造における加熱は、第２段の鍛造における加
熱のインダクションとして用いることができる。
囲気中で鍛造することができる。また、第１段の鍛造に
より成形固化されているため、第２段以降の鍛造におけ
る取扱いや保管が容易になる。また、第１段の鍛造と第
２段以降の鍛造は連続化して行なうことができるので、
第１段の鍛造における加熱は、第２段の鍛造における加
熱のインダクションとして用いることができる。
アルミニウム合金としてアルミニウム合金粉末を用いる
場合には、アトマイズ法によって製造されたアルミニウ
ム合金粉末が好ましい。このようなアトマイズ法による
合金粉末は、粉末表面に安定な酸化膜が存在している。
場合には、アトマイズ法によって製造されたアルミニウ
ム合金粉末が好ましい。このようなアトマイズ法による
合金粉末は、粉末表面に安定な酸化膜が存在している。
また、アルミニウム合金粉末を用いる場合には、平均粒
径３００μｍ以下のアルミニウム合金粉末が好ましい。
径３００μｍ以下のアルミニウム合金粉末が好ましい。
平均粒径が３００μｍを越えると、鍛造によって粉末同
士が十分に接合しにくくなり、成形固化が困難になる。
士が十分に接合しにくくなり、成形固化が困難になる。
この発明において、第１段の鍛造の温度は、急速酸化温
度より低い温度であればよいが、一般には２００℃以上
４５０℃以下の温度が好ましい。
度より低い温度であればよいが、一般には２００℃以上
４５０℃以下の温度が好ましい。
２００℃より低い温度になると、アルミニウム合金の変
形に対する抵抗が大きくなり、十分に密度の高い成形体
とすることが困難になる。
形に対する抵抗が大きくなり、十分に密度の高い成形体
とすることが困難になる。
また、第１段の鍛造において、酸化を受ける量を従来よ
りも少なくしたい場合には、酸素が２０％以下でかつ露
点が１０℃以下の雰囲気中で鍛造を行なうことが好まし
い。
りも少なくしたい場合には、酸素が２０％以下でかつ露
点が１０℃以下の雰囲気中で鍛造を行なうことが好まし
い。
第１段のｍ造においては密度比が９０％以上となるよう
に鍛造を施すことが好ましい。
に鍛造を施すことが好ましい。
第１段の鍛造後連続して第２段の鍛造を行なう場合には
、第２段の鍛造の温度に至るまでの昇温速度を１０℃／
ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
、第２段の鍛造の温度に至るまでの昇温速度を１０℃／
ｍｉｎ以上とすることが好ましい。
第２段の鍛造前に、既に第１段の鍛造で加熱されており
、成形体の内部のガスは十分に脱ガスされているためこ
のように昇温速度を速めることができる。
、成形体の内部のガスは十分に脱ガスされているためこ
のように昇温速度を速めることができる。
一般に合金成分としてＣｕやＭｇを含んだものは酸化さ
れやすいが、この発明の鍛造法は、Ｃｕを１〜５％、Ｍ
ｇを０〜２％含む合金に対して適用して、十分に酸化を
伸側することができる。
れやすいが、この発明の鍛造法は、Ｃｕを１〜５％、Ｍ
ｇを０〜２％含む合金に対して適用して、十分に酸化を
伸側することができる。
この発明に従えば、第２段以降の鍛造においても酸素含
有雰囲気で、かつ比較的湿度の高い雰囲気で鍛造が行な
われてもよく、たとえば酸素５％以上、露点０℃以上の
雰囲気中で第２段以降の鍛造を行なうことができる。
有雰囲気で、かつ比較的湿度の高い雰囲気で鍛造が行な
われてもよく、たとえば酸素５％以上、露点０℃以上の
雰囲気中で第２段以降の鍛造を行なうことができる。
この発明の鍛造方法においては、当然のことながら第２
の鍛造以降に、第３段の鍛造、第４段の鍛造と鍛造を繰
返すことができる。
の鍛造以降に、第３段の鍛造、第４段の鍛造と鍛造を繰
返すことができる。
［実施例］
以下に示すＡ）〜Ｆ）のような合金組成の粉末に対し、
表２に示す組合わせで、表１に示す■〜■の鍛造方法で
鍛造し、成形固化した。
表２に示す組合わせで、表１に示す■〜■の鍛造方法で
鍛造し、成形固化した。
Ａ） Ａｌ１−１２％５ｉ−５％Ｆｅ−３％Ｃｕ−１
％Ｍｇ−０，５％Ｍｎ Ｂ） Ａ１２５％５ｔ−４％Ｃｕ−０，５％Ｍｇ−０
，５％Ｍｎ Ｃ） Ａｌ１−４０％５ｔ Ｄ） Ａｎ−２５％５ｉ−４％Ｃｕ−０，５％Ｍｇ
−０，５％Ｍｎ ＋５％ＡｕｚＣｈＥ） Ａｍ−２
５％５ｉ−４％Ｃｕ−０，５％Ｍｇ−０，５％Ｍ ｎ
＋２％Ｇ「 Ｆ） Ａ１−５％Ｚｎ−１％Ｍｇ なお、Ｄ）およびＥ）におけるＡｆＬ２ｏつおよびＧｒ
は、それぞれ合金に対する添加物としてのＡＱｚＯｓお
よびグラファイトを示している。
％Ｍｇ−０，５％Ｍｎ Ｂ） Ａ１２５％５ｔ−４％Ｃｕ−０，５％Ｍｇ−０
，５％Ｍｎ Ｃ） Ａｌ１−４０％５ｔ Ｄ） Ａｎ−２５％５ｉ−４％Ｃｕ−０，５％Ｍｇ
−０，５％Ｍｎ ＋５％ＡｕｚＣｈＥ） Ａｍ−２
５％５ｉ−４％Ｃｕ−０，５％Ｍｇ−０，５％Ｍ ｎ
＋２％Ｇ「 Ｆ） Ａ１−５％Ｚｎ−１％Ｍｇ なお、Ｄ）およびＥ）におけるＡｆＬ２ｏつおよびＧｒ
は、それぞれ合金に対する添加物としてのＡＱｚＯｓお
よびグラファイトを示している。
（以下余白）
表１
得られた合金成形体について、含有する酸素量ならびに
引張強度および伸びを測定し、表２に併せて示した。
引張強度および伸びを測定し、表２に併せて示した。
（以下余白）
表２
この発明の方法に従い鍛造されたＮ０５１およびＮｏ、
２は、急速酸化温度より高い５００℃でかつ酸素を含有
し高い湿度の雰囲気下で鍛造されたＮｏ、３に比べ、含
有酸素量が低く、また引張強度および伸びも優れた値を
示している。
２は、急速酸化温度より高い５００℃でかつ酸素を含有
し高い湿度の雰囲気下で鍛造されたＮｏ、３に比べ、含
有酸素量が低く、また引張強度および伸びも優れた値を
示している。
また、この発明の方法に従うＮｏ、４〜６と、比較のＮ
０８７および８とを比較すると、急速酸化温度より高い
５００℃の温度で、かつ酸素を含有し高湿度の雰囲気中
で鍛造されたＮｏ、７のものは酸素含有量が高く、また
引張強度および伸びも低い値を示している。これに対し
、この発明の方法に従い鍛造されたＮｏ、４〜６は低い
酸素量および優れた引張強度および伸びを示している。
０８７および８とを比較すると、急速酸化温度より高い
５００℃の温度で、かつ酸素を含有し高湿度の雰囲気中
で鍛造されたＮｏ、７のものは酸素含有量が高く、また
引張強度および伸びも低い値を示している。これに対し
、この発明の方法に従い鍛造されたＮｏ、４〜６は低い
酸素量および優れた引張強度および伸びを示している。
また、従来の方法に従い酸素０％でかつ低湿度の雰囲気
中で鍛造されたＮ０１８のものも、低い酸素量および優
れた引張強度および伸びを示している。このようなこと
からこの発明の方法に従えば、Ｎｏ、８のような非酸化
性でかつ低湿度の雰囲気でなくとも、従来と同様な特性
をＨする鍛造成形体を得ることができることがわかる。
中で鍛造されたＮ０１８のものも、低い酸素量および優
れた引張強度および伸びを示している。このようなこと
からこの発明の方法に従えば、Ｎｏ、８のような非酸化
性でかつ低湿度の雰囲気でなくとも、従来と同様な特性
をＨする鍛造成形体を得ることができることがわかる。
Ｎｏ、９〜１２の実験から明らかなように、種々の合金
組成のものについてもこの発明の鍛造方法を適用するこ
とができる。
組成のものについてもこの発明の鍛造方法を適用するこ
とができる。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明の鍛造方法によれば、従
来のように非酸化性でかつ低湿度の雰囲気中で鍛造を行
なう必要がなくなる。このため、高純度不活性ガスなど
の高価なガスを使用せずとも鍛造することができ、アル
ミニウム合金の鍛造における低コスト化を図ることがで
きる。
来のように非酸化性でかつ低湿度の雰囲気中で鍛造を行
なう必要がなくなる。このため、高純度不活性ガスなど
の高価なガスを使用せずとも鍛造することができ、アル
ミニウム合金の鍛造における低コスト化を図ることがで
きる。
したがって、この発明の鍛造方法により量産性のあるア
ルミニウム合金成形物を成形することができ、たとえば
、自動車用エンジン部品、コンプレッサ部品、家電部品
、ＯＡ機器、産業用機器、およびロボット部品など広い
分野における成形物の鍛造に用いることができる。
ルミニウム合金成形物を成形することができ、たとえば
、自動車用エンジン部品、コンプレッサ部品、家電部品
、ＯＡ機器、産業用機器、およびロボット部品など広い
分野における成形物の鍛造に用いることができる。
第１図は、アルミニウム合金の加熱温度と酸化量との関
係を示す図である。
係を示す図である。
Claims (8)
- （１）アルミニウム合金を鍛造するための方法であって
、 酸素含有雰囲気中で前記アルミニウム合金が急速に酸化
し始める温度である急速酸化温度より低い温度で第１段
の鍛造を施し、 前記急速酸化温度以上の温度で第２段以降の鍛造を施す
各ステップを備える、アルミニウム合金の鍛造方法。 - （２）前記アルミニウム合金がアトマイズ法によって製
造されたアルミニウム合金粉末である、請求項１に記載
のアルミニウム合金の鍛造方法。 - （３）前記アルミニウム合金が平均粒径３００μｍ以下
のアルミニウム合金粉末である、請求項１に記載のアル
ミニウム合金の鍛造方法。 - （４）前記第１段の鍛造を２００℃以上４５０℃以下の
温度で施す、請求項１に記載のアルミニウム合金の鍛造
方法。 - （５）前記第１の鍛造を酸素２０％以下の雰囲気中で施
す、請求項１に記載のアルミニウム合金の鍛造方法。 - （６）前記第１段の鍛造を露点１０℃以下の雰囲気中で
施す、請求項１に記載のアルミニウム合金の鍛造方法。 - （７）密度比が９０％以上となるように前記第１段の鍛
造を施す、請求項１に記載のアルミニウム合金の鍛造方
法。 - （８）前記第１段の鍛造後前記第２段の鍛造の温度に至
るまでの昇温速度が１０℃／ｍｉｎ以上である、アルミ
ニウム合金の鍛造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21823289A JPH0381041A (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | アルミニウム合金の鍛造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21823289A JPH0381041A (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | アルミニウム合金の鍛造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0381041A true JPH0381041A (ja) | 1991-04-05 |
Family
ID=16716679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21823289A Pending JPH0381041A (ja) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | アルミニウム合金の鍛造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0381041A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07179909A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 粉末鍛造法 |
-
1989
- 1989-08-24 JP JP21823289A patent/JPH0381041A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07179909A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 粉末鍛造法 |
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